高支模施工方案

深圳市南和能讯实业有限公司

厂房A栋工程

高

支

模

施

工

方

案

汕头市金砂建筑总公司深圳分公司

二ОО五年五月十七日

深圳市南和能讯实业有限公司

厂房A栋工程

高支模施工方案

编制：

审核：

审批：

汕头市金砂建筑总公司深圳分公司

二ОО五年五月十七日

厂房A栋工程高支模施工方案

一、工程概况：

本工程为1号工厂房工程。位于深圳市布吉镇南岭村内，厂A栋占地面积约2627.2m²，总建筑面积为15407.58m²，建设单位为深圳市南通讯实业有限公司。

该工程为六层框架结构，首层层高6米，其余为3.6 m，总高度为28.1米。

二、编制说明及依据：

1. 本方案仅针对首层层高6.0米，属于高支模，必须进行专项设计计算。故做此专项方案，其它楼层的模板支设可参照执行。
2. 编制依据：

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130—2001

《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80—91

《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46——88

三、楼板模板扣件钢管高支撑架计算书：

高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—2001）。

本计算书还参照《施工技术》2002.3.《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》。

搭设尺寸为：立杆的纵距b=1.20米，立杆的横距1=1.10米，立杆的步距h=1.80米。

图 楼板支撑架立面简图

图 楼板支撑架立杆稳定性荷载计算单元

采用的钢管类型为∮48ⅹ3.5。

（一）、模板面板计算

面板为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板按照三跨连续梁计算。

静荷载标准值q1=25ⅹ0.1ⅹ1.1+0.35ⅹ1.1=3.135kN/m

活荷载标准值q2=2.5kN/m

面板的截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=110.00ⅹ1.80ⅹ1.80/6=59.40cm³；

I=110.00ⅹ1.80ⅹ1.80ⅹ1.80/12=53.46cm⁴；

1. 强度计算

f=M/W<[f]

其中 f——面板的强度计算值（N/mm²）；

M——面板的最大弯距（N.mm）；

W——面板的净截面抵抗矩；

[f]——面板的强度设计值，取15.00N/mm²；

M=0.100ql²

其中q——荷载设计值(kN/m)；

经计算得到面板强度计算值f=0.062 ⅹ1000ⅹ1000/59400=1.37N/mm²

面板的强度验算f<[f]，满足要求！

1. 抗剪计算

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.600ⅹ（1.2ⅹ3.135+1.4ⅹ2.200）ⅹ0.300=1.232kN

截面抗剪强度计算值T=3ⅹ1232.0/(2ⅹ1100.000ⅹ18.000)=0.093N/mm²

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm²

抗剪强度验算T<[T]，满足要求！

1. 挠度计算

v=0.667ql⁴/100EI<[v]=1/250

面板最大挠度计算值v=0.677ⅹ5.335ⅹ300⁴/(100ⅹ6000ⅹ534600)=0.91mm

面板的最大挠度小于300.0/250，满足要求！

（二）、支撑方木的计算

方木按照均布荷载下三跨连续梁计算。

1．荷载的计算

（1）钢筋混凝土板自重（kN/m）：

q11=25.000ⅹ0.100ⅹ0.300=0.750kN/m

(2)模板的自重线荷载（kN/m）：

q12=0.350ⅹ0.300=0.105kN/m

(3)活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载（kN/m）：

经计算得到，活荷载标准值q2=（1.000+1.000）ⅹ0.300=0.600kN/m

静荷载q1=1.2ⅹ0.750+1.2ⅹ0.105=1.026kN/m

活荷载q2=1.4ⅹ0.600=0.840kN/m

2．方木的计算

按照三跨连续梁计算，最大弯矩考虑为静荷载与活荷载的计算值最不利分配的弯矩和，计算公式如下：

均布荷载q=2.053/1.100=1.866kN/m

最大弯矩M=0.1ql²=0.1ⅹ1.87ⅹ1.10ⅹ1.10=0.226kN/m

最大剪力Q=0.6ⅹ1.100ⅹ1.866=1.232kN

最大支座力N=1.1ⅹ1.100ⅹ1.866=2.258kN

方木的截面力学参数为

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=5.00ⅹ10.00ⅹ10.00/6=83.33cm³；

I=5.00ⅹ10.00ⅹ10.00ⅹ10.00/2=416.67cm⁴；

（1）方木强度计算

最大剪力的计算以式如下：

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足：

T=3Q/2bh<[T]

截面抗剪强度计算值T=3ⅹ1232/(2ⅹ50ⅹ100)=0.369N/mm²

截面抗剪强度计算值[T]=1.30N/mm²

方木的抗剪强度计算满足要求！

（3）方木挠度计算

最大变v=0.667ⅹ1.445ⅹ1100.0⁴/(100ⅹ9500.00ⅹ4166666.8)

=0.364mm

方木的最大挠度小于1100.0/250,满足要求！

（三）、模向支撑钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算

集中荷载P取纵向板底支撑传递力，P=2.26kN

支撑钢管计算图

支撑钢管弯矩图（kN/m）

支撑钢管变形图（mm）

支撑钢管剪力图（kN）

经过连续梁的计算得到

最大弯矩 M_max=1.016kN/m

最大变形 v_max=4.12mm

最大支座力σ=1.02ⅹ106/5080.0=200.01N/mm²

支撑钢管的计算强度小于205.0N/mm²，满足要求！

支撑钢管的最大挠度小于1200.0/150与10mm，满足要求！

（四）、扣件抗滑移的计算

纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）:

R≤Rc

其中Rc——扣件抗滑承载力设计值，取8.0kN；

R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值；

计算中R取最大支座反力，R=9.88kN

单扣件抗滑承载力的设计计算不满足要求，可以考虑采用双扣件！

当直角扣件的拧紧力矩达40—65N.mjf，试验表明：单扣件在12kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取8.0kN；

双扣件在20kN的荷载下会滑动，其抗滑承载力可取12.0kN。

（五）、立杆的稳定性计算荷载标准值

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1. 静荷载标准值包括以下内容：
2. 脚手架钢管的自重（kN）：

NG1=0.116ⅹ9.000=1.045kN

钢管的自重计算参照《扣件式规范》附录A双排架自重标准值，设计人员可根据情况修改。

（2）模板的自重（kN）

MG2=0.350ⅹ1.200ⅹ1.100=0.462kN

• 1. 钢筋混凝土楼板自重（kN）：

NG3=25.000ⅹ0.100ⅹ1.200ⅹ1.100=3.300kN

经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=4.807kN。

1. 活荷载为施工荷载标准值与振倒混凝土时产生的荷载。

经计算得到，活荷载标准值NQ=（1.000+1.000）ⅹ1.200ⅹ1.100=2.640kN

3. 不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式

N=1.2NG+1.4NQ

(六)、立杆的稳定性计算

立杆的稳定性计算公式

^σ= <[ƒ]

其中N——立标的轴心压力设计值，N=9.46kN；

∮——轴心受压立杆的稳定系数，由长细比10/i查表得到；

A——立杆净截面面积（cm²）；A=4.89

W——立杆净截面抵抗矩（cm³）；W=5.08

σ——钢管立杆抗压强度计算值（N/mm²）；

[f]——钢管立杆抗压强度设计值，[f]=205.00N/mm²；

10——计算长度（m）；

如果完全参照《扣件式规范》不考虑高支撑架，由公式（1）或（2）计算

10=k1uh (1)

10=(h+2a) (2)

k1——计算长度附加系数，按照表1取值为1.163；

u——计算长度系数，参照《扣件式规范》表5.3.3；u=1.70

a——立杆上端伸出顶层横杆中心线至模板支撑点的长度；a=0.15m；

公式（1）的计算结果：σ=131.51N/mm²，立杆的稳定性计算σ<[f]，满足要求！

公式（2）的计算结果：σ=50.08N/mm²，立杆的稳定性计算σ<[f]，满足要求！

如果考虑到高支撑架的安全因素，适宜由公式（3）计算

10=k1k2(h+2a) (3)

k2——计算长度附加系数，按照表2取值为1.016；

公式（3）的计算结果：σ=68.18N/mm2，立杆的稳定性计算σ<[f]，满足要求！

模板承重架应尽量利用剪力墙或柱作为连接连墙件，否则存在安全隐患。

以上所列表值参照 杜荣军：《扣件式钢管模板高支撑架设计和使用安全》

（七）、楼板模板高支撑架的构造和施工要求：

除了要遵守《扣件架规范》的相关要求外，还要考虑以下内容

1. 模板支架的构造要求：
2. 梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆：
3. 立杆之间必须按步距离设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度：
4. 梁和楼板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。

2． 立杆步距的设计

a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；

b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多；

3．整体性构造层的设计：

a.当支撑架高度≥20m或横向高宽比≥6时，需要设置整体性单或双水平加强层；

b.单水平加强层可以每4—6米沿水平结构设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框总数的1/3；

c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10—15m设置，四周和中部每10—15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；

d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。

4．剪刀撑的设计：

a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑；

b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10—15m设置。

5．顶部支撑点的设计：

a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm；

b.顶部支撑点位于顶层横杆时，应靠近立杆，且不宜大于200mm；

c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载N≤12kN时，可用双扣件；大于12kN时应用顶托方式。

6．支撑架搭设的要求：

a.严格按照设计尺搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置；

b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于《扣件架规范》的要求；

c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60N/m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的；

d.地基支座的设计要满足承载力的要求。

7.施工使用的要求：

a.精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展的浇筑方式；

b.严格控制实际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放；

c.浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。

四、梁木模板与支撑计算书

（一）、梁模板基本参数

梁截面宽度B=400mm，

梁截面高度H=850mm，

H方向对拉螺栓1道，对拉螺栓直径14mm，

对拉螺栓在垂直于梁截面方向距离（即计算跨度）450mm。

梁模板截面底部方木距离300mm，模板截面侧面方木距离300mm。

梁底模面板厚度h=18mm，弹性模量E=6000N/mm²，抗弯强度[f]=15N/mm²。

梁侧模面板厚度h=18mm，弹性模量E=6000N/mm²,抗弯强度[f]=15N/mm²。

（二）、梁模板荷载标准值计算

模板自重=0.340kN/m2；

钢筋自重=1.500kN/m3；

混凝土自重=24.000kN/m2；

施工荷载标准值=2.500kN/m2。

强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。

新浇混凝土侧压力计算公式为下式中的较小值：

F=0.22γc^tβ₁β₂ √V F=γH

其中——混凝土的重力密度，取24.000kN/m³；

t——新浇混凝土的初凝时间，为0时（表示无资料）取200/(T+15),取5.714h；

T——混凝土的入模温度，取20.000ºC；

V——混凝土的浇筑速度，取2.500m/h；

H——混凝土侧压计算位置处至新浇混凝土顶面总高度，最大弯矩计算公式如下：

M_max =-0.10ql²

M=0.10ⅹ11.967ⅹ0.300²=-0.108kN/m

=0.108ⅹ10⁶/21600.0=4.986N/mm²

梁底模面板计算强度小于15.00N/mm²，满足要求！

2.抗剪计算

最大剪力的计算公式如下：

Q=0.6ql

截面抗剪强度必须满足：

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.6ⅹ0.300ⅹ11.967=2.154kN

截面抗剪强度计算值T=3ⅹ2154/（2ⅹ400ⅹ18）=0.449N/mm2

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm2

面板的抗剪强度计算满足要求！

3．挠度计算

最大挠度的计算公式如下：

ql4

100EI

 

V_max=0.667

其中q=0.34ⅹ0.40+24.00ⅹ0.40ⅹ0.85+1.50ⅹ0.40ⅹ0.85

=8.806N/mm

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

v=0.677ⅹ8.806ⅹ300.0⁴/(100ⅹ6000.00ⅹ194400.0)=0.414mm

梁底模板的挠度计算值：v=0.414mm小于[v]=300/250，满足要求！

（四）、梁模板底方木计算

梁底方木的高度H=100mm；

梁底方木的宽度B=50mm；

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W分别为：

W=5.00ⅹ10.00ⅹ10.00/6=83.33cm³；

I=5.00ⅹ10.00ⅹ10.00ⅹ10.00/12=416.67cm⁴；

梁底方木按照集中荷载作用的简支梁计算，计算简图如下

图 梁底方木计算简图

1．强度计算

强度计算公式要求： σ=M/W<[f]

其中σ——梁底方木的强度计算值（N/mm²）；

M——计算的最大弯矩（kN/m）；

P——作用在梁底方木的集中荷载（kN/m）；

P+{1.2ⅹ[0.34ⅹ(0.40+2ⅹ0.85)+24.00ⅹ0.40ⅹ0.85+1.50ⅹ0.40ⅹ0.85]+1.4ⅹ2.50ⅹ0.40}ⅹ0.30=3.798kN

最大弯矩计算公式如下：

PL

4

 

M=

其中L——梁底方木的跨度，L=400+2ⅹ300=1000mm

M=3.798ⅹ1000.000/4/1000=0.950kN/m

σ=0.950ⅹ106/83333.3=11.395N/mm²

梁底方木计算强度小于13.00N/mm²，满足要求！

2、抗剪计算

最大剪力的计算公式如下：

Q=0.5P

截面抗剪强度必须满足：

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.5ⅹ3.798=1.899kN

截面抗剪强度计算值T=3ⅹ1899/（2ⅹ50ⅹ100）=0.570N/mm²

截面抗剪强度设计值[T]=1.30N/mm²

梁底方木抗剪强度计算满足要求！

3.挠度计算

最大挠度计算公式如下：

PL3

48EI

v= <[v]

 

其中P=[0.34ⅹ(0.40+2ⅹ0.85)+24.00ⅹ0.40ⅹ0.85+1.50ⅹ0.40

ⅹ0.85] ⅹ0.30=2.815kN

最大挠度

v=2815.200ⅹ1000.0³/(48ⅹ9500.00ⅹ4166666.8)=1.482mm

梁底方木的挠度计算值：v=1.482mm小于[v]=1000/250，满足要求！

（五）梁模板侧模计算

梁侧模板按照三跨连续梁计算，计算简图如下

图 梁侧模板计算图

1.强度计算

强度计算公式要求： σ=M/W<[f]

其中σ­——梁侧模板的强度计算值（N/mm²）；

M——计算的最大弯矩（kN/m）；

q——作用在梁侧模板的均布荷载（N/mm）；

q =(1.2ⅹ28.80+1.4ⅹ6.00) ⅹ0.85=36.516N/mm

最大弯矩计算公式如下：

M_max=-0.10ql²

M=-0.10ⅹ36.516ⅹ0.300²=-0.329kN/m

σ=0.329ⅹ10⁶/45900.0=7.160N/mm²

梁侧模面板计算强度小于15.00N/mm²,满足要求！

2.抗剪计算

最大剪力的计算公式如下：

Q=0.6ql

载面抗剪强度必须满足：

T=3Q/2bh<[T]

其中最大剪力Q=0.6ⅹ0.300ⅹ36.516=6.573kN

截面抗剪强度计算值T=3ⅹ6573/(2ⅹ850ⅹ18)=0.664N/mm²

截面抗剪强度设计值[T]=1.40N/mm²

面板的抗剪强度计算满足要求！

3.挠度计算

最大挠度计算公式如下：

ql4

100EI

V_max=0.677

其中q=28.80ⅹ0.85=24.48N/mm

三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度

v=0.677ⅹ24.480ⅹ300.0⁴/(100ⅹ6000.00ⅹ413100.0)=0.542mm

梁侧模板的挠度计算值：v=0.542mm小于[v]=300/250，满足要求！

（六）、穿梁螺栓计算计算公式：

N<[N]=fA

其中N——穿梁螺栓所受的拉力；

A——穿梁螺栓有效面积（mm²）；

f——穿梁螺栓抗拉强度设计值，取170N/mm²；

穿梁螺栓承受最大拉力N=（1.2ⅹ28.80+1.4ⅹ6.00）ⅹ0.85ⅹ0.45/1=16.43kN

穿梁螺栓直径为14mm；

穿梁螺栓有效直径11.6mm；

穿梁螺栓有效面程为A=105.000mm2；

穿梁螺栓最大容许拉力值为[N]=17.850kN；

穿梁螺栓承受拉力量大值为N=16.432kN；

穿梁螺栓的布置距离为侧龙骨的计算间距450mm。

每个截面布置1道穿梁螺栓。

穿梁螺栓强度满足要求！

（七）、梁支撑脚手架的计算

支撑条件采用钢管脚手架形式，参见楼板模板支架计算内容。

五、安全保证措施：

• 1. 砼浇筑前应对整个模板支撑系统进行联合大检查，保证符合方案计算要求。
  2. 砼浇筑用的平台、布料架等应具有足够的强度、刚度。能满足施工要求。

其它方面应按现行安全操作规程及原《施工组织设计》中相应部分执行。特别应注意防坠落、防触电、防落物、防暴雨、防台风等。